Matematik
Differentialregning med rusmidler
Jeg mangler kun hjælp med B med har vedlagt hele opgaven:
forbindelse med operationer indsprøjtes der et muskelafslappende anæstesistof i patienten for at forhindre spjæt under operationen. Man ønsker, at mængden af stoffet i kroppen ikke falder til under et vist niveau, men samtidig kan en for høj mængde være skadelig.
Denne opgave går ud på at opstille og analysere en relativ simpel model, hvor vi kun betragter mængden af anæstesistoffet i blodet.
a) Anæstesistoffet udskilles til urinen fra blodet med en hastighed, der er proportional med mængden i blodet. For et vist anæstesistof oplyses det, at proportionalitetsfaktoren er 0,4, når tiden måles i timer.
Benyt dette til at opstille en diffrentialligning, der beskriver hvordan mængden af stoffet i blodet udvikler sig med tiden.
Man ønsker at mængden af stoffet i blodet ligger mellem 3 og 4 mg. Man indsprøjter derfor til at starte med 4 mg. Hvor lang tid går der før mængden af stoffet i blodet er faldet til 3 mg?
y = y0*exp(-0,4t) og ca. 43 min
B) For længerevarende operationer kan man opnå, at mængden af stoffet i blodet holder sig
mellem 3 og 4 mg ved at foretage en passende indsprøjtning af stoffet, hver gang mængden
er faldet til 3 mg. Denne fremgangsmåde vil dog som regel være upraktisk. I stedet for vil
man ofte starte med at indsprøjte 3.5 mg, og derudover give patienten et drop, der tilfører
stoffet til blodet med en konstant hastighed.
Opstil en modificering af differentialligningen y = y0*exp(-0,4t) der tager højde for droppet.
hvor y0 er start værdien angivet i mg
Antag at droppet tilfører stoffet med hastigheden 1 mg/time. Bestem den løsning til differentialligningen,
der svarer til at det til at starte med er 3.5 mg af stoffet i blodet.
Hvad skerder med mængden af stoffet i blodet i det lange løb?
Gentag spørgsmålet når det antages, at droppet tilfører stoffet med hastigheden 2 mg/time.
Med hvilken hastighed skal droppet tilføre stoffet for at opnå en konstant mængde på 3.5 mg af stoffet i blodet gennem hele operationen?
Jeg har gjort mig nogle tanker og har fundet frem til de matematiske formeler:
y = y0*exp(-0,4t) + t*1 (falder i kort tid under 3.5 og stiger derefter)
y = y0*exp(-0,4t) + t*2 (stigende)
hvor tallene 1 og 2 er hastigheden for tilførslen af stoffet.
jeg har isoleret t når y=3.5 og fået den til 1.78854
mit problem er bare at jeg har derefter har overvejet at Anæstesistoffet jo udskilles til urinen fra blodet med en hastighed, der er proportional med mængden i blodet.
DETTE tager min model ikke højde for.
Har brug for hjælp :(
Svar #1
12. december 2012 af Andersen11 (Slettet)
Prøv differentialligningen
y' = v0 -0,4·y , y(0) = 3,5 , v0 = 1
Svar #3
12. december 2012 af qwepes (Slettet)
Jeg forstår ikke hvad jeg skal gøre med den.
Hvis jeg benytter desolve får jeg
desolve( ¨y' = 1* -0,4*y and y(0)=3,5,x,y) y= 3,5*0,6703^x
og
desolve( ¨y' = 2* -0,4*y and y(0)=3,5,x,y) y= 3,5*0,4493^x
hvilket slet ikke giver nogen mening da de tilsyneladende falder hurtigere jo mere stof der tilføres begge bare falder
Svar #4
12. december 2012 af Andersen11 (Slettet)
#3
Den generelle løsning til differentialligningen
y' = v0 -0,4·y
er
y = 2,5·v0 + k·e-0,4t
Med begyndelsesbetingelsen y(0) = 3,5 findes konstanten k så af
3,5 = 2,5·v0 + k , eller k = 3,5 - 2,5·v0 . Løsningen er derfor
y(t) = 2,5·v0 + (3,5 - 2,5·v0)·e-0,4t .
Hvis v0 = 1, fås y(t) = 2,5 + e-0,4t .
Hvis v0 = 2, fås y(t) = 5 - 1,5·e-0,4t
For at opnå, at y(t) er konstant lig med 3,5 , skal man så vælge v0 , så at 3,5 - 2,5·v0 = 0 , dvs. v0 = 3,5/2,5 = 1,4 .
#3 -- Du skal fjerne "*" efter 1 eller 2 i dit desolve udtryk. v0 skal jo ikke ganges med -0,4y
men lægges til -0,4y.
Skriv et svar til: Differentialregning med rusmidler
Du skal være logget ind, for at skrive et svar til dette spørgsmål. Klik her for at logge ind.
Har du ikke en bruger på Studieportalen.dk?
Klik her for at oprette en bruger.
